(57)【要約】【課題】  従来の製法における成形した反射枠を用いる製法による不具合を解消し、発光ダイオード製品の品質や信頼性を向上させ、更には小型化やコストダウンを可能とする発光ダイオードの製造方法と構造を提供すること。【解決手段】  ＬＥＤ素子を多数実装した基板上の前記ＬＥＤ素子を透光性樹脂を流して覆う第１の工程と、前記透光性樹脂の硬化後に前記ＬＥＤ素子の中間部の前記透光性樹脂を除去する第２の工程と、該第２の工程によって形成された溝部に前記透光性樹脂および前記基板と熱的性質を揃えた光反射性樹脂を充填する第３の工程と、前記光反射性樹脂の硬化後に該光反射性樹脂を前記ＬＥＤ素子の周囲に残すように前記基板を切断して個々の発光ダイオードに分離する第４の工程とを含むこと。またこの製造方法に基づいて得られた発光ダイオードの構造。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＬＥＤ素子を多数実装した基板の前記個々のＬＥＤ素子を埋没させるように印刷用以外の液状の透光性樹脂を前記基板上に流すことによって覆う第１の工程と、前記透光性樹脂の硬化後に隣接する前記ＬＥＤ素子の中間部の前記透光性樹脂を除去する第２の工程と、該第２の工程によって形成された溝部に、前記透光性樹脂と基材が近似の性質あるいは同質の樹脂に白色顔料を混入しかつ前記透光性樹脂および前記基板と熱的性質を揃えた光反射性樹脂を充填する第３の工程と、前記光反射性樹脂の硬化後に該光反射性樹脂を前記ＬＥＤ素子の周囲に残すように前記基板を切断して個々の発光ダイオードに分離する第４の工程とを含むことを特徴とする発光ダイオードの製造方法。
【請求項２】
前記基板を切断して個々の発光ダイオードに分離する第４の工程にはダイシング装置に取り付けたダイシングブレードを用い、また前記ＬＥＤ素子の中間部の前記透光性樹脂を除去する第２の工程には前記第４の工程で用いたのと同じ幅のダイシングブレードを切込みを浅くして複数回平行に走らせることによって必要な溝幅を形成することを特徴とする請求項１記載の発光ダイオードの製造方法。
【請求項３】
ＬＥＤ素子を多数実装した基板上の前記ＬＥＤ素子を蛍光剤を混ぜた印刷用以外の液状の透光性樹脂で覆う第１の工程と、前記透光性樹脂の硬化後に隣接する前記ＬＥＤ素子の中間部の前記透光性樹脂を除去する第２の工程と、該第２の工程によって形成された溝部に前記透光性樹脂と基材が近似の性質あるいは同質の樹脂に白色顔料を混入しかつ前記透光性樹脂および前記基板と熱的性質を揃えた光反射性樹脂を充填する第３の工程と、前記光反射性樹脂の硬化後に該光反射性樹脂を前記ＬＥＤ素子の周囲に残すように前記基板を切断して個々の発光ダイオードに分離する第４の工程とを含むことを特徴とし、前記蛍光剤によって前記ＬＥＤ素子から変換された発光色を得るようにした発光ダイオードの製造方法。
【請求項４】
前記ＬＥＤ素子は青色ＬＥＤであり、前記変換された発光色は白色であることを特徴とする請求項３記載の発光ダイオードの製造方法。
【請求項５】
長方形状に切断された基板上にＬＥＤ素子が１個、または所定の間隔に配列された複数のＬＥＤ素子が実装され、該ＬＥＤ素子は個別に印刷用以外の透光性樹脂によって周囲および上面を覆うように封止され、前記ＬＥＤ素子の上面を除く前記透光性樹脂の周囲外側が、該透光性樹脂と基材が近似の性質あるいは同質の樹脂に白色顔料を混入しかつ前記透光性樹脂および前記基板と熱的性質を揃えた光反射性の樹脂によって覆われており、該光反射性樹脂の外側底面の輪郭は前記基板の長方形をなす輪郭にほぼ一致していることを特徴とする発光ダイオードの構造。
【請求項６】
前記透光性樹脂には蛍光剤が混入されており、該蛍光剤によって前記ＬＥＤ素子から変換された発光色を得ることを特徴とする請求項５の発光ダイオードの構造。
【請求項７】
前記ＬＥＤ素子は青色ＬＥＤであり、前記変換された発光色は白色であることを特徴とする請求項６記載の発光ダイオードの構造。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は発光ダイオードの製造方法および発光ダイオードの構造に関する。更に詳しくは、製造上および使用上の利点を有する発光ダイオードの新規な製造方法と、それによって得られる発光ダイオードの構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の発光ダイオードの製造方法を図５と図６の斜視図を用いて説明する。
図５において１は基板であり、その上面の電極パターン（図示せず）に所定の位置・間隔で多数のチップ状のＬＥＤ素子２が実装されており、金線等のボンディングワイヤ３等にて必要な接続もされている。発光ダイオードの光利用率を上げるために光反射性の部材が必要である。１０はそのための反射枠で、光反射性とするため白色の熱可塑性樹脂を射出成形したものであり、厚さはＬＥＤ素子２およびボンディングワイヤ３の全高よりも大である。反射枠１０には基板１上のＬＥＤ素子２に合わせた位置に多数の穴１０ａが形成されている。反射枠１０の材質はとしては、例えば液晶ポリマー、ＰＢＴ（ポリブチレンテレフタレート）、ＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド）等が用いられる。
【０００３】
基板１と反射枠１０とを図６のように重ねて接着した後、ＬＥＤ素子２が嵌入した各々の穴１０ａ内に液状の透光性樹脂４を注入し、樹脂を硬化させる。透光性樹脂４は透明であり内部のＬＥＤ素子が見えるので、図面ではこの部分のみを透視図で表現してある。透光性樹脂４には通常透明な熱硬化性樹脂、例えばエポキシ樹脂が使用される。これにより各ＬＥＤ素子２は樹脂封止され、また発光した光は穴１０ａの白色の内面で反射され効率よく利用されることになる。透光性樹脂４の硬化後、ダイシング装置を用いて基板１と反射枠１０とは同時に、矢印線で示したカッティングライン８に沿って薄いダイシングブレード（図示せず）で切込むことにより縦横に切断され、樹脂封止されたＬＥＤ素子を一個づつ含んだ個々の発光ダイオードに分離される。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述の従来技術においては以下の問題点がある。
（１）透光性樹脂４（熱硬化性樹脂）と反射枠１０（熱可塑性樹脂）との熱膨張係数を合わせることが困難であるため、リフロー工程等加熱される工程において例えばＬＥＤ素子の剥がれ、ボンディングワイヤの断線、反射枠の剥がれ等の不具合が起ることがあり、製造上の歩留りと製品の信頼性向上に限界があった。
【０００５】
（２）光の反射に寄与するのは反射枠の表面であるから、カッティングで削除されて残る厚さは原理的には極めて薄くてよい。しかし反射枠が射出成形で作られるため、壁面の肉厚を極めて薄くできないのでランプ（発光ダイオード）の小型化に限界があった。
（３）基板と反射枠を貼り合わせるので、貼り公差すなわち接着の位置ずれ量を考慮しなければならない。このこともランプの更なる小型化を妨げる要因となっていた。また接着剤（エポキシ樹脂系が用いられる）の穴内や枠外へのはみ出しも不具合の原因の一つであった。
（４）また反射枠の成形には金型等の設備を用いるので、殊に少量生産の場合低コスト化が困難であった。
【０００６】
本発明の目的は、従来の製法における成形した反射枠を用いることによる不具合を解消し、発光ダイオード製品の品質や信頼性を向上させ、更には小型化やコストダウンも可能とする発光ダイオードの製造方法と、それによって達成される発光ダイオードの構造を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の発光ダイオードの製造方法は、次の特徴のいずれかを有する。
（１）ＬＥＤ素子を多数実装した基板の前記個々のＬＥＤ素子を埋没させるように印刷用以外の液状の透光性樹脂を前記基板上に流すことによって覆う第１の工程と、前記透光性樹脂の硬化後に隣接する前記ＬＥＤ素子の中間部の前記透光性樹脂を除去する第２の工程と、該第２の工程によって形成された溝部に、前記透光性樹脂と基材が近似の性質あるいは同質の樹脂に白色顔料を混入しかつ前記透光性樹脂および前記基板と熱的性質を揃えた光反射性樹脂を充填する第３の工程と、前記光反射性樹脂の硬化後に該光反射性樹脂を前記ＬＥＤ素子の周囲に残すように前記基板を切断して個々の発光ダイオードに分離する第４の工程とを含むこと。
（２）（１）において、前記基板を切断して個々の発光ダイオードに分離する第４の工程にはダイシング装置に取り付けたダイシングブレードを用い、また前記ＬＥＤ素子の中間部の前記透光性樹脂を除去する第２の工程には前記第４の工程で用いたのと同じ幅のダイシングブレードを切込みを浅くして複数回平行に走らせることによって必要な溝幅を形成すること。
（３）ＬＥＤ素子を多数実装した基板上の前記ＬＥＤ素子を蛍光剤を混ぜた印刷用以外の液状の透光性樹脂で覆う第１の工程と、前記透光性樹脂の硬化後に隣接する前記ＬＥＤ素子の中間部の前記透光性樹脂を除去する第２の工程と、該第２の工程によって形成された溝部に前記透光性樹脂と基材が近似の性質あるいは同質の樹脂に白色顔料を混入しかつ前記透光性樹脂および前記基板と熱的性質を揃えた光反射性樹脂を充填する第３の工程と、前記光反射性樹脂の硬化後に該光反射性樹脂を前記ＬＥＤ素子の周囲に残すように前記基板を切断して個々の発光ダイオードに分離する第４の工程とを含むことを特徴とし、前記蛍光剤によって前記ＬＥＤ素子から変換された発光色を得るようにしたこと。
（４）（３）において、前記ＬＥＤ素子は青色ＬＥＤであり、前記変換された発光色は白色であること。
【０００８】
本発明の発光ダイオードの構造は、次の特徴のいずれかを有する。
（５）長方形状に切断された基板上にＬＥＤ素子が１個、または所定の間隔に配列された複数のＬＥＤ素子が実装され、該ＬＥＤ素子は個別に印刷用以外の透光性樹脂によって周囲および上面を覆うように封止され、前記ＬＥＤ素子の上面を除く前記透光性樹脂の周囲外側が、該透光性樹脂と基材が近似の性質あるいは同質の樹脂に白色顔料を混入しかつ前記透光性樹脂および前記基板と熱的性質を揃えた光反射性の樹脂によって覆われており、該光反射性樹脂の外側底面の輪郭は前記基板の長方形をなす輪郭にほぼ一致していること。
（６）（５）において、前記透光性樹脂には蛍光剤が混入されており、該蛍光剤によって前記ＬＥＤ素子から変換された発光色を得ること。
（７）（６）において、前記ＬＥＤ素子は青色ＬＥＤであり、前記変換された発光色は白色であること。
【発明の効果】
【０００９】
（１）本発明の製造方法においては透光性樹脂と光反射性樹脂との熱的性質を合わせたため、加熱工程において発生するトラブルを避け、製造上の歩留りと製品の信頼性を向上させることができる。
（２）本発明の製造方法と構造においては光反射性樹脂の厚さをかなり薄くできるので、発光ダイオードの小型化を図ることができる。
【００１０】
（３）本発明の製造方法と構造においては反射枠の接着工程がないので光反射性部材の位置ずれが起こらず、その公差に相当する発光ダイオードの小型化を可能とするし、接着剤のはみ出しによる不具合も解消される。
（４）本発明の製造方法においては光反射性部材の成形に必ずしも金型等の設備を必要としないので、殊に少量生産の場合に低コスト化を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下本発明を実施するための最良の形態例について述べる
【実施例１】
【００１２】
本発明の実施の形態の一例を、その製造工程の要所を示した図１ないし図４を用いて説明する。図１は発光ダイオードの分離工程を示す斜視図、図２は基板全面を透光性樹脂で被覆した状態を示す斜視図、図３は発光ダイオードの周囲に透光性樹脂を島状に形成する工程を示す斜視図、図４は島状の透光性樹脂の間隙に光反射性樹脂を充填した状態を示す斜視図である。各図は基板の全面でなく、角に近い一部を示している。また実際の工程は図２、図３、図４、図１の順に進行するので以下の説明はこの順番に行う。
【００１３】
まず従来例と同様に多数のＬＥＤ素子２が所定位置に実装された基板１を用意し、その上面にＬＥＤ素子２を埋没させるに十分でかつ一様な厚さに液状の透光性樹脂４（普通、半導体の封止に適したエポキシ樹脂が選択される）を流した後硬化させ、ＬＥＤ素子を封止する（第１の工程とする）。硬化後の状態を図２に示す。なお透光性樹脂４は透明で内部が透視できるものとして、従来例（図６）と同様にこの部分を透視図で表した。これは他の図でも同様である。
【００１４】
図３に示す次の工程（第２の工程とする）においては、ＬＥＤ素子２の中間の透光性樹脂４の層をダイシング装置を用い、発光ダイオードを切断分離する際に用いるよりも幅の広い、厚いダイシングブレード６をカットライン８に沿って走らせる縦横方向のハーフダイシング（基板１を切断しない切削または研削加工）により除去し、透光性樹脂４を基板１の上面に島状に残し、各島状部の中間に縦横に交差した溝９を形成する。溝９の深さは基板１の上面に極めて近いかあるいは基板１に浅く切り込む程度がよい。
【００１５】
図４は次の工程（第３の工程とする）を行った結果を示す。本工程では溝９内に光反射性樹脂５を透光性樹脂４とほぼ同じ厚さになるよう充填し、かつ硬化させる。光反射性樹脂５は反射性を良くした材質が好ましく、例えば白色顔料を混入したエポキシ樹脂を使用する。充填作業では複雑な金型を必要としない。また光反射性樹脂５は透光性樹脂４とは樹脂の基材が同質（エポキシ系）であれば相互の接合も強く、また基板１の基材もエポキシ樹脂であればそれともよく接合する。また各部材の熱的性質（例えば熱膨張率）や場合によっては他の機械的な性質も揃えやすく、従来例で述べたような不具合が生じ難い。なお、溝に充填された光反射性樹脂５の存在部位を明瞭に示すため、図４においてのみはその表面に打点を行ってある。
【００１６】
図１は最終の工程（第４の工程とする）の途中の状態を模式的に示している。本工程においては、充填された光反射性樹脂５の幅の中央部を、下部の基板１と諸共に、薄い（通常の切断用の厚さの）ダイシングブレード６を用い、溝９（本図には図示せず）の中央を通るカッティッグライン８に沿って切断し、個々の発光ダイオードのランプに分離する。ダイシングブレード６の幅が溝幅よりも狭いため、分離された発光ダイオードの周囲には光反射性樹脂５の薄い層が残り、その内面が光反射面として作用する。この反射層は島状の透光性樹脂４の側面と強固に接合しているためかなり薄くて差し支えなく、分離された発光ダイオードのサイズの小型化に寄与する。この製造方法により、従来品と発光性能や機械的性質に差がなく、しかも品質、サイズ、コスト面での長所を有する発光ダイオード製品が量産的に得られる。
【００１７】
以上本発明の実施の形態の一例について説明したが、本発明の実施の形態はもとより本例に捕らわれるべきではない。以下にいくつかの変更例を示す。
（１）光反射性樹脂を充填する溝を形成するには必ずしも厚さの異なるブレードを必要としない。同じ幅のブレードで溝の形成と発光ダイオードの分離を切込み深さを変えて行うこともできる。溝の幅が必要な場合には薄いブレードを切込みを浅くして複数回平行に走らせればよい。
（２）光反射性樹脂を充填する空間形成のため、島状の透光性樹脂を切削でなく他の方法、例えば金型等を用いて形成してもよい。
【００１８】
（３）透光性樹脂は着色されていてもよく、また光散乱性を与えられていてもよい。例えば青色ＬＥＤを用いたり、更に透光性樹脂に蛍光剤を混ぜ白色発光などの色変換をさせてもよい。
（４）ＬＥＤ素子やボンディングの型式は任意である。
（５）２個以上の個数のＬＥＤ素子を透光性樹脂で封止し、それらの周囲に光反射性樹脂を残すように切断分離してもよい。
【００１９】
（６）複数のＬＥＤ素子の中間に光反射性樹脂を残したまま、それらをまとめて切断分離してもよい。なおこの場合には分離カットされない部分の光反射性樹脂が充填される溝の幅をカッティングブレードの幅およびその公差分だけ狭くしＬＥＤ素子同志を近接させワンパッケージされた発光ダイオードを小型化ことができる。
なお、基板や透光性樹脂や光反射性樹脂の材質の選択も、本発明の製造方法が適用できる限り任意である。また説明したのは工程の主要部のみであり、その中間に必然的に挿入される補足的なあるいは常識的な工程については説明を省略した。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の実施の形態の一例における発光ダイオードの分離工程を示す斜視図である。
【図２】本発明の実施の形態の一例において基板全面を透光性樹脂で被覆した状態を示す斜視図である。
【図３】本発明の実施の形態の一例において発光ダイオードの周囲に透光性樹脂を島状に形成する工程を示す斜視図である。
【図４】本発明の実施の形態の一例において島状の透光性樹脂の間隙に光反射性樹脂を充填した状態を示す斜視図である。
【図５】従来例における基板と反射枠との関係を示す斜視図である。
【図６】従来例における発光ダイオードの分離工程を示す斜視図である。
【符号の説明】
【００２１】
１  基板
２  ＬＥＤ素子
３  ボンディングワイヤ
４  透光性樹脂
５  光反射性樹脂
６  ダイシングブレード
７  厚いダイシングブレード
８  カッティングライン
９  溝
１０  反射枠
１０ａ  穴
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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